[发明专利]一种测井方法

说明书

技术领域

本发明涉及测井技术领域，更具体地，本发明涉及钻井行业的随钻测量技术领域，特别是，本发明涉及一种在钻井工程中用于地质导向的测井方法。

背景技术

目前，在诸如油气勘测、煤层气、在页岩地层中俘获的页岩气、采煤等钻井行业的随钻测量领域中，通常采用地层电阻率来形成地层剖面图和确定储层的含油饱和度、煤体结构的含气量及矿物断层，因此地层电阻率是测井解释评价油气、煤、矿产储藏的主要依据。现在已知的随钻电阻率测井技术包括随钻侧向电阻率测井、随钻电磁波传播电阻率测井和随钻感应电阻率测井。

随钻侧向电阻率测井装置的工作原理主要是由供电电极提供电流，在井眼周围地层中形成电场，测量地层中电场的分布，得出地层电阻率。随钻侧向电阻率测井装置将钻头本身作为电极，也可以应用环状电极和靠近钻头的3个纽扣电极进行电阻率测量。在采用钻头作为电极的情况下，在泥浆侵入或井眼可能损坏之前，随钻侧向电阻率测井装置就可以测量5～10厘米薄层的电阻率。而如果采用3个钮扣电极阵列，则可进行高分辨率的侧向电阻率测量，可减少围岩的影响，甚至在盐水泥浆或高电阻率地层中也可以提供地层真电阻率响应。此外，如果应用环状电极，则可获得井眼周围360°范围的电阻率信息。

然而，随钻侧向电阻率测井装置存在如下缺点：因为侧向电阻率测井属于直流电法测井，首先要有一个供电电极将直流电流导入地层，然后用一个测量电极测出井内某点的电位，所以只有当井内有导电泥浆提供电流通道时才能使用这种侧向电阻率测井方法。然而在实际钻井作业过程中，例如在石油钻井过程中，有时为了获取地层原始含油饱和度信息，需要采用油基泥浆钻井，甚至采用空气钻井，而在这种条件下，则不能使用直流电法测井，即随钻侧向电阻率测井方法在这些情况下变得不再适用。

随钻电磁波传播电阻率测井装置采用多线圈系设计，传播频率为1～8MHz，线圈系基于钻铤本体结构，将线圈系缠绕在钻铤上，通过测量不同源距接收线圈间幅度比或相位差，然后再换算为地层视电阻率，测得相移浅电阻率和衰减深电阻率。在理想情况下，随钻电磁波传播电阻率测井装置的纵向分辨率由两接收线圈的间距决定，多探测深度的测量数据可以用来解释侵入状况,通常认为相位电阻率的探测深度较浅，衰减电阻率具有较大的探测深度。

公开号为CN101609169A、题为“一种提高电磁波电阻率测量精度和扩展其测量范围的方法”的参考文献公开了通过对发射天线和接收天线之间互感电动势进行计算，消除了互感电动势的幅度衰减—电阻率转换图和相位差-电阻率转换图中与地层电阻率无关的互感电动势、电路零信号、天线系统基值信号，计算获得相位差及幅度衰减对地层电阻率的转换。

此外，发表于中国石油大学学报的文献“倾斜线圈随钻电磁波电阻率测量仪器基本原理极其在地质导向中的应用”采用各向异性水平层状介质的磁偶极源并矢green函数计算倾斜线圈随钻电磁波电阻率测量仪器的响应，分析井眼相对倾角和接收线圈倾斜角对接收信号幅度比和相位差的影响，以及传统仪器和新型仪器在垂直于仪器轴方向的响应曲线角峰的性质，从而更早地预测到地层边界的存在。

然而，尽管现有的各种随钻电磁波传播电阻率测井装置能够测得不同探测深度的电阻率，但现有的各种随钻电磁波传播电阻率测井装置存在如下缺点：首先，随钻电磁波传播电阻率测井装置采用的信号频率太高，由于电磁波的传播效应，所以其探测深度有限。其次，随钻电磁波传播电阻率测井装置的测量结果会受到地质因素的影响，尤其是围岩的影响，因为装置的测量结果并不仅限于接收线圈之间的地层区域，而且与发射线圈到接收线圈之间的整个地层参数有关，甚至于发射线圈周围一个较小区域内的地层也会对测量结果产生影响，所以该测井装置的纵向分辨率在很大程度上依赖于整个装置所处地层的电阻率。第三，由于随钻电磁波传播电阻率测井装置的线圈系是缠绕在钻铤表面的，所以其制作工艺非常复杂，而且在使用过程中线圈系极容易受到磨损而损坏，并且当井眼尺寸变化时，需要重新绕制线圈，维修检测较为复杂，维护成本高。此外，与随钻侧向电阻率测井装置类似，随钻电磁波传播电阻率测井装置也不能工作在油基泥浆中。

随钻感应电阻率测井装置利用电磁感应原理，当在发射线圈中施加幅度和频率恒定的交流电时，在该线圈的周围地层中感应出涡流，涡流本身又会形成二次交变电磁场，在二次交变电磁场作应下，接收线圈中产生感应电动势，该电动势大小与地层电导率有关，通过测量感应电动势即可得到地层电阻率。